废旧锂离子电池正极材料回收再利用研究
发布时间：2021-03-28 00:35
锂离子电池以高能量密度、高电压、循环性能好、自放电小、储存时间长、操作安全、使用温度范围宽、环境友好等优点,逐步取代传统的镍镉电池和镍氢电池,且市场份额逐年增加。锂离子电池中的贵重金属资源主要集中在外壳、集流体和正极材料上。目前,除了早期商业化的钴酸锂外,工业生产中常用的锂离子电池正极材料还有尖晶石结构的锰酸锂,层状结构的镍钴锰酸锂和橄榄石型的磷酸亚铁锂。由于锂离子电池循环寿命有限,使用一段时间后就不得不废弃。锂离子电池中的有机溶剂和金属会污染土壤、空气、水源等,对环境造成很大的威胁,而废旧锂离子电池富含的金属又是重要的稀缺资源。探索合理的回收废旧锂离子电池的方法,实现对废旧锂离子电池中贵重金属资源的合理利用已经迫在眉睫。目前人们研究比较多的是采用无机强酸来实现钴酸锂正极材料中金属钴和锂的分离提纯,该工艺复杂,且无机强酸对设备要求较高,存在的二次污染比较严重。而针对锰酸锂和镍钴锰酸锂正极材料的回收利用研究还很少。本文主要针对工业生产中普遍使用的不同锂离子电池正极材料进行绿色回收,工艺简单易行,避开各种金属离子的分离提纯,直接制备高附加值锂离子电池电极材料。采用有机酸和还原剂联合作用的方...
【文章来源】：河南师范大学河南省
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
锂离子电池正极材料晶体结构示意图
[119]，琥珀酸[120]和抗坏血酸[121]等浸取钴酸锂以回收利用其中的钴和锂学李丽课题组针对有机酸浸取以钴酸锂为正极材料的废旧锂离子电，探索有机酸回收废旧锂离子电池中的钴和锂的最佳操作条件，如表应过程和过程中的可能产物如图 1-3 所示。
发挥着决定性作用，但我国锂储量非常紧缺，从废旧锂离子电池合理回收锂资源既解决了环境问题，又缓解了能源紧缺。尖晶石结构的锰酸锂经过酸浸后分别回收锂属盐和制备λ-MnO2是目前回收的主要方向，Li 等利用尖晶石结构的锰酸锂经酸浸-热处理制备了 CeO2包敷的λ-MnO2离子筛[105]，工艺流程如图 1-5 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Zn掺杂对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2结构与电化学性能的影响[J]. 毛新钰,梁小平,刘建,李冬梅,左蕊,刘铠,罗大军,王瑞雪. 稀有金属材料与工程. 2015(03)
[2]在高截止电压下具有优良循环性能的高振实密度Ni3（PO4）2包覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2锂离子电池正极材料（英文）[J]. 崔妍,徐盛明. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2015(01)
[3]Coating of Al2O3 on layered Li(Mn1/3Ni1/3Co1/3)O2 using CO2 as green precipitant and their improved electrochemical performance for lithium ion batteries[J]. Yingqiang Wu,Linhai Zhuo,Jun Ming,Yancun Yu,Fengyu Zhao. Journal of Energy Chemistry. 2013(03)
[4]Preparation and Electrochemical Performance of Nano-Co3O4 Anode Materials from Spent Li-Ion Batteries for Lithium-Ion Batteries[J]. Chuanyue Hu,Jun Guo,Jin Wen,Yangxi Peng. Journal of Materials Science & Technology. 2013(03)
[5]Ce-doped LiNi1/3Co（1/3-x/3）Mn1/3Cex/3O2 cathode materials for use in lithium ion batteries[J]. ZHANG YingJie1,2,XIA ShuBiao1,3,ZHANG YanNan1,DONG Peng1,YAN YuXing1,3& YANG RuiMing1,3 1 Faculty of M aterial Science and Engineering,Kunming University of Science and Technology,Kunming 650093,China;2 Key Laboratory of Ethnic Medicine Resource Chemistry,State Ethnic Affairs Commission & Ministry of Education,Yunnan University of Nationalities,Kunming 650031,China;3 Faculty of Chemistry & Chemical Engineering,Qujing Normal University,Qujing 655011,China. Chinese Science Bulletin. 2012(32)
[6]锌掺杂提高LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的电化学稳定性（英文）[J]. 李节宾,徐友龙,杜显锋,孙孝飞,熊礼龙. 物理化学学报. 2012(08)
[7]废旧锂电池中镍钴锰的回收及正极材料LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2的制备[J]. 谌谷春,唐新村,王志敏,瞿毅,陈亮,肖元化. 无机化学学报. 2011(10)
[8]Synthesis and Electrochemical Properties of Mg-doped LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 Cathode Materials for Li-ion Battery[J]. 傅春燕. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2011(02)
[9]废旧锂离子电池水热法制备纳米晶CoFe2O4的研究[J]. 席国喜,邢新艳,范仁秀,路迈西. 硅酸盐通报. 2008(06)
[10]化学共沉淀法制备LixCoO2的高温化学相变过程研究[J]. 王昕,梁辉,黄继承,庞学满. 稀有金属材料与工程. 2007(S3)
本文编号：3104536
【文章来源】：河南师范大学河南省
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
锂离子电池正极材料晶体结构示意图
[119]，琥珀酸[120]和抗坏血酸[121]等浸取钴酸锂以回收利用其中的钴和锂学李丽课题组针对有机酸浸取以钴酸锂为正极材料的废旧锂离子电，探索有机酸回收废旧锂离子电池中的钴和锂的最佳操作条件，如表应过程和过程中的可能产物如图 1-3 所示。
发挥着决定性作用，但我国锂储量非常紧缺，从废旧锂离子电池合理回收锂资源既解决了环境问题，又缓解了能源紧缺。尖晶石结构的锰酸锂经过酸浸后分别回收锂属盐和制备λ-MnO2是目前回收的主要方向，Li 等利用尖晶石结构的锰酸锂经酸浸-热处理制备了 CeO2包敷的λ-MnO2离子筛[105]，工艺流程如图 1-5 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Zn掺杂对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2结构与电化学性能的影响[J]. 毛新钰,梁小平,刘建,李冬梅,左蕊,刘铠,罗大军,王瑞雪. 稀有金属材料与工程. 2015(03)
[2]在高截止电压下具有优良循环性能的高振实密度Ni3（PO4）2包覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2锂离子电池正极材料（英文）[J]. 崔妍,徐盛明. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2015(01)
[3]Coating of Al2O3 on layered Li(Mn1/3Ni1/3Co1/3)O2 using CO2 as green precipitant and their improved electrochemical performance for lithium ion batteries[J]. Yingqiang Wu,Linhai Zhuo,Jun Ming,Yancun Yu,Fengyu Zhao. Journal of Energy Chemistry. 2013(03)
[4]Preparation and Electrochemical Performance of Nano-Co3O4 Anode Materials from Spent Li-Ion Batteries for Lithium-Ion Batteries[J]. Chuanyue Hu,Jun Guo,Jin Wen,Yangxi Peng. Journal of Materials Science & Technology. 2013(03)
[5]Ce-doped LiNi1/3Co（1/3-x/3）Mn1/3Cex/3O2 cathode materials for use in lithium ion batteries[J]. ZHANG YingJie1,2,XIA ShuBiao1,3,ZHANG YanNan1,DONG Peng1,YAN YuXing1,3& YANG RuiMing1,3 1 Faculty of M aterial Science and Engineering,Kunming University of Science and Technology,Kunming 650093,China;2 Key Laboratory of Ethnic Medicine Resource Chemistry,State Ethnic Affairs Commission & Ministry of Education,Yunnan University of Nationalities,Kunming 650031,China;3 Faculty of Chemistry & Chemical Engineering,Qujing Normal University,Qujing 655011,China. Chinese Science Bulletin. 2012(32)
[6]锌掺杂提高LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的电化学稳定性（英文）[J]. 李节宾,徐友龙,杜显锋,孙孝飞,熊礼龙. 物理化学学报. 2012(08)
[7]废旧锂电池中镍钴锰的回收及正极材料LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2的制备[J]. 谌谷春,唐新村,王志敏,瞿毅,陈亮,肖元化. 无机化学学报. 2011(10)
[8]Synthesis and Electrochemical Properties of Mg-doped LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 Cathode Materials for Li-ion Battery[J]. 傅春燕. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2011(02)
[9]废旧锂离子电池水热法制备纳米晶CoFe2O4的研究[J]. 席国喜,邢新艳,范仁秀,路迈西. 硅酸盐通报. 2008(06)
[10]化学共沉淀法制备LixCoO2的高温化学相变过程研究[J]. 王昕,梁辉,黄继承,庞学满. 稀有金属材料与工程. 2007(S3)
本文编号：3104536
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